DE102017119496B4 - clutch actuator - Google Patents
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Abstract
Kupplungsaktor zur Betätigung einer Trennkupplung (12) in einem Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeugs, miteinem Eingangsport (30) zur Einleitung eines Betätigungssignals,einem Ausgangsport (40) zur Ausleitung eines in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal generierten Stellsignals an die Trennkupplung (12) undmindestens einem Zusatzport (42) zum Anschluss mindestens eines von dem Betätigungssignal beeinflussbaren Fahrzeugaggregats, wobeivon dem Zusatzport (42) ein Signal an das Fahrzeugaggregat gesendet wird.Clutch actuator for actuating a separating clutch (12) in a drive train (10) of a motor vehicle, having an input port (30) for introducing an actuation signal, an output port (40) for distributing an actuating signal generated as a function of the actuation signal to the separating clutch (12) and at least one Additional port (42) for connecting at least one vehicle unit that can be influenced by the actuation signal, a signal being sent to the vehicle unit by the additional port (42).
Description
Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktor, mit dessen Hilfe eine Trennkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs betätigt werden kann.The invention relates to a clutch actuator that can be used to actuate a clutch in a drive train of a motor vehicle.
Aus
Weitere Kupplungsaktoren sind aus der
Weitere Aktoren in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind aus der
Verfahren zum Betreiben von Aktoren im Antriebsstrang sind aus der
Es besteht ein ständiges Bedürfnis Fahrzeugaggregate eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs effizient zu betreiben.There is a constant need to operate vehicle units of a drive train of a motor vehicle efficiently.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen effizienten Betrieb von Fahrzeugaggregaten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.It is the object of the invention to indicate measures that enable efficient operation of vehicle assemblies of a drive train of a motor vehicle.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Kupplungsaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. The object is achieved according to the invention by a clutch actuator with the features of claim 1. Preferred refinements of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each individually or in combination represent an aspect of the invention.
Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaktor zur Betätigung einer Trennkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Eingangsport zur Einleitung eines Betätigungssignals, einem Ausgangsport zur Ausleitung eines in Abhängigkeit von dem Betätigungssignal generierten Stellsignals an die Trennkupplung und mindestens einem Zusatzport zum Anschluss mindestens eines von dem Betätigungssignal beeinflussbaren Fahrzeugaggregats.According to the invention, a clutch actuator for actuating a separating clutch in a drive train of a motor vehicle is provided with an input port for introducing an actuation signal, an output port for conducting an actuating signal generated as a function of the actuation signal to the separating clutch, and at least one additional port for connecting at least one vehicle unit that can be influenced by the actuation signal .
Mit Hilfe des Eingangsports und des Ausgangsports kann der Kupplungsaktor seine ursprüngliche Funktion ausfüllen auf Wunsch des Fahrers des Kraftfahrzeugs und/oder eines Steuergeräts einer Automatikschaltung und/oder sonstigen Steuergeräts zum Betätigen der Trennkupplung die Trennkupplung zu öffnen, beispielsweise um in einem Kraftfahrzeuggetriebe des Antriebsstrangs einen anderen Getriebegang zu schalten. Durch den Zusatzport kann der Kupplungsaktor zusätzlich die Funktion ausfüllen das am Zusatzport angeschlossene Fahrzeugaggregat zu beeinflussen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass ein Gangwechsel im Kraftfahrzeuggetriebe in der Regel bei einer bestimmten Leistungssituation des Antriebsstrangs erfolgt. Die von verschiedenen Fahrern verwendete Schaltstrategie zum Schalten von Getriebegängen an bestimmten Schaltpunkten ist üblicherweise sehr ähnlich. Das Trennen der Trennkupplung, um den Gangwechsel durchzuführen, findet daher in der Regel in einem von mehreren voneinander abgrenzbaren bestimmten vorbekannten Leistungsbereichen des Antriebsstrangs statt. Der Fahrerwunsch einen Gangwechsel herbeizuführen korreliert somit mit einer bestimmten Betriebssituation des Kraftfahrzeugs.With the help of the input port and the output port, the clutch actuator can fulfill its original function at the request of the driver of the motor vehicle and/or a control device of an automatic transmission and/or other control device for actuating the separating clutch to open the separating clutch, for example in order to open another one in a motor vehicle transmission of the drive train to shift gears. Through the additional port, the clutch actuator can also perform the function of influencing the vehicle assembly connected to the additional port. This exploits the knowledge that a gear change in the motor vehicle transmission usually takes place in a specific power situation of the drive train. The shift strategy used by different drivers to shift transmission gears at specific shift points is usually very similar. The disengagement of the separating clutch, in order to carry out the gear change, therefore generally takes place in one of several specific, previously known power ranges of the drive train that can be distinguished from one another. The driver's wish to bring about a gear change thus correlates with a specific operating situation of the motor vehicle.
Mit Hilfe des Zusatzports des Kupplungsaktors kann der detektierte Fahrerwunsch für einen Gangwechsel und die damit korrelierende Betriebssituation des Kraftfahrzeugs als Information genutzt werden, um die Betriebsweise des an dem Zusatzport angeschlossenen Fahrzeugaggregats an die mit der Betätigung des Kupplungsaktors durch den Fahrer korrelierende Betriebssituation des Kraftfahrzeugs anzupassen. Das am Eingangsport ankommende Betätigungssignal kann dadurch das am Zusatzport angeschlossene Fahrzeugaggregat beeinflussen, indem die Betriebsweise des Fahrzeugaggregat an die mit dem Auftreten des Betätigungssignals korrelierende Betriebssituation angepasst wird. Beispielsweise gibt es Fahrzeugaggregate, die bei einer geringeren Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anderen Anforderung als bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ausgesetzt sind, so dass bei einer Schaltsituation zwischen zwei niedrigen Getriebegängen eine andere Betriebsweise effizienter sein kann als eine Betriebsweise bei Betriebsbedingungen, die bei einer Schaltsituation zwischen zwei höheren Getriebegängen vorliegen. Gleichzeitig ist es möglich die durch den Kupplungsaktor bereits bereitgestellte Infrastruktur für die Beeinflussung des Fahrzeugaggregats zu nutzen. Dadurch ist es möglich einen von dem Kupplungsaktor separaten zusätzlichen Aktor zur Beeinflussung des Fahrzeugaggregats einzusparen. Durch den Zusatzport kann die Information aus dem Betätigungssignal, dass bei einem bestimmten Leistungsbereich ein Schalten des Getriebegangs erfolgt, zur Anpassung des von der Trennkupplung verschiedenen Fahrzeugaggregats an die damit korrelierende Betriebssituation des Kraftfahrzeugs genutzt werden, so dass ein effizienter Betrieb von Fahrzeugaggregaten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.With the help of the additional port of the clutch actuator, the detected driver's request for a gear change and the correlating operating situation of the motor vehicle can be used as information in order to adapt the operating mode of the vehicle unit connected to the additional port to the operating situation of the motor vehicle that correlates with the actuation of the clutch actuator by the driver. The actuation signal arriving at the input port can thereby influence the vehicle unit connected to the additional port by adapting the mode of operation of the vehicle unit to the operating situation correlating with the occurrence of the actuation signal. For example, there are vehicle assemblies that are subject to different requirements when the motor vehicle is driving at a lower speed than when the motor vehicle is driving at a higher speed, so that when there is a shift situation between two low gears, a different mode of operation can be more efficient than an mode of operation under operating conditions that occur in a shift situation between two higher gears are present. At the same time, it is possible to use the infrastructure already provided by the clutch actuator to influence the vehicle assembly. This makes it possible to save on an additional actuator, separate from the clutch actuator, for influencing the vehicle assembly. The additional port allows the information from the actuation signal that the transmission gear is shifted in a specific power range to be used to adapt the vehicle assembly that is different from the separating clutch to the correlating operating situation of the motor vehicle, so that vehicle assemblies of a drive train of a motor vehicle can be operated efficiently is enabled.
Das Betätigungssignal für den Kupplungsaktor kann beispielsweise mechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch erzeugt worden sein. Vorzugsweise wird das Betätigungssignal elektrisch bereitgestellt, so dass ein sogenanntes „Clutch-by-Wire“-System realisiert sein kann, bei dem die Trennkupplung als sogenannte „E-Clutch“ ausgestaltet ist. Die Trennkupplung kann beispielsweis als Einscheiben-Reibungskupplung zum Ankuppeln einer Getriebeeingangswelle, Doppelkupplung zum zugkraftunterbrechungsfreien Ankuppeln von zwei Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes oder Hybridkupplung zum Ankupplung von mindestens einer Getriebeeingangswelle und einer elektrischen Maschine ausgestaltet sein. Das Betätigungssignal kann beispielsweise zwei Zustände aufweisen, die ein Öffnen der Trennkupplung beziehungsweise ein Schließen der Trennkupplung signalisieren. Vorzugsweise weist das Betätigungssignal mehrere Abstufungen auf oder ist stufenlos zwischen zwei Extremwerten ausgestaltet, so dass die Trennkupplung entsprechend vielseitiger betrieben werden kann. Besonders bevorzugt sind in dem Betätigungssignal weitere Informationen kodiert, beispielsweise Drehzahl und Drehmoment des Kraftfahrzeugmotors, wodurch das Stellsignal zur Betätigung der Trennkupplung und/oder das Beeinflussen des über den Zusatzport angeschlossenen Fahrzeugaggregats optimiert werden kann. Ein von dem Zusatzport erfindungsgemäß an das Fahrzeugaggregat gesendete Signal kann beispielsweise mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch übermittelt werden. Der Kupplungsaktor kann mehrere Zusatzports aufweisen, an denen jeweils ein Fahrzeugaggregat oder mehrere Fahrzeugaggregate angeschlossen werden können. Es ist auch möglich mehrere Fahrzeugaggregate an einem gemeinsamen Zusatzport anzuschließen. Die Fahrzeugaggregate können sich dadurch das von dem gemeinsamen Zusatzport ausgesendete Signal teilen. Insbesondere bei einer hydraulischen oder pneumatischen Ankoppelung der Fahrzeugaggregate an den gemeinsamen Zusatzport kann das von dem Zusatzport ausgehende Signal, beispielsweise mit Hilfe eines Ventils und/oder einer Verzweigung und/oder einem zusätzlichen Kolben im Kupplungsaktor und/oder mehrerer aktiver Kolbenflächen eines gemeinsamen Kolbens im Kupplungsaktor, auf die angeschlossenen Fahrzeugaggregate aufgeteilt werden.The actuation signal for the clutch actuator can have been generated mechanically, hydraulically and/or pneumatically, for example. The actuation signal is preferably provided electrically, so that a so-called “clutch-by-wire” system can be implemented, in which the separating clutch is designed as a so-called “e-clutch”. The separating clutch can be designed, for example, as a single-plate friction clutch for coupling a transmission input shaft, a double clutch for coupling two transmission input shafts of a double clutch transmission without any interruption in traction, or a hybrid clutch for coupling at least one transmission input shaft and an electric machine. The actuation signal can have two states, for example, which signal an opening of the separating clutch or a closing of the separating clutch. The actuation signal preferably has a number of gradations or is continuously variable between two extreme values, so that the separating clutch can be operated in a correspondingly more versatile manner. Further information is particularly preferably encoded in the actuation signal, for example speed and torque of the motor vehicle engine, as a result of which the actuation signal for actuating the separating clutch and/or influencing the vehicle unit connected via the additional port can be optimized. A signal sent from the additional port to the vehicle unit according to the invention can be transmitted mechanically, hydraulically, pneumatically or electrically, for example. The clutch actuator can have a number of additional ports, to each of which a vehicle assembly or a plurality of vehicle assemblies can be connected. It is also possible to connect several vehicle assemblies to a common additional port. As a result, the vehicle units can share the signal transmitted by the common additional port. In particular, when the vehicle assemblies are hydraulically or pneumatically coupled to the common additional port, the signal emanating from the additional port, for example with the aid of a valve and/or a branch and/or an additional piston in the clutch actuator and/or a plurality of active piston surfaces of a common piston in the clutch actuator , distributed to the connected vehicle assemblies.
Insbesondere ist ein Zusatzeingangsport zur Einleitung eines, insbesondere von einer Motorsteuerung und/oder einer Getriebesteuerung erzeugten, Betätigungssignals zur Betätigung des über den Zusatzport angeschlossenen Fahrzeugaggregats unabhängig von dem über den Eingangsport eingeleiteten Betätigungssignals vorgesehen. Dies ermöglicht es das über den Zusatzport angeschlossene Fahrzeugaggregat auch dann an die aktuelle Betriebssituation des Kraftfahrzeugs anzupassen, wenn der Fahrer keinen Gangwechsel initiiert oder aus anderen Gründen die Trennkupplung nicht betätigen möchte. Die Effizienz des Betriebs des Fahrzeugaggregats kann dadurch weiter verbessert werden. Der Zusatzeingangsport kann hierbei sein Betätigungssignal an dem Ausgangsport vorbeileiten, so dass nicht die Trennkupplung unerwünscht betätigt wird. Gleichzeitig wird der Kupplungsaktor nicht von dem über den Zusatzeingangsport eingeleiteten Betätigungssignal blockiert, so dass im Wesentlichen zu jedem vom Fahrer gewünschten Zeitpunkt eine Betätigung der Trennkupplung über das am Eingangsport eingeleitete Betätigungssignal und das am Ausgangsport ausgeleitete Stellsignal möglich bleibt.In particular, an additional input port is provided for initiating an actuation signal, generated in particular by an engine controller and/or a transmission controller, for actuating the vehicle assembly connected via the additional port, independently of the actuation signal introduced via the input port. This makes it possible to adapt the vehicle assembly connected via the additional port to the current operating situation of the motor vehicle even if the driver does not initiate a gear change or does not want to actuate the separating clutch for other reasons. The efficiency of the operation of the vehicle assembly can thereby be further improved. In this case, the additional input port can route its actuation signal past the output port, so that the separating clutch is not undesirably actuated. At the same time, the clutch actuator is not blocked by the actuating signal introduced via the additional input port, so that the separating clutch can be actuated essentially at any time desired by the driver via the actuating signal introduced at the input port and the control signal sent out at the output port.
Vorzugsweise ist das Fahrzeugaggregat als Kupplungspedal ausgestaltet, wobei über den Zusatzport ein von dem Betätigungssignal abhängiges und über das Kupplungspedal haptisch wahrnehmbares Rückkopplungssignal, insbesondere zur Signalisierung von Schaltfehlern und/oder einem Schaltzustand der Trennkupplung, ausleitbar ist. Beispielsweise kann der Kupplungsaktor ein Vibrieren des Kupplungspedals initiieren, wenn beim Öffnen und/oder Schließen der Trennkupplung und/oder beim Gangwechsel ein Problem detektiert wird. Der Fahrer kann dieses Rückkopplungssignal in Form des vibrierenden Kupplungspedals als haptisch wahrnehmbares Warnsignal auffassen und seine Entscheidung rechtzeitig überdenken, bevor durch einen Fahrerfehler Komponenten des Antriebsstrangs beschädigt werden können.The vehicle assembly is preferably designed as a clutch pedal, with a feedback signal dependent on the actuation signal and haptically perceptible via the clutch pedal being able to be derived via the additional port, in particular for signaling shifting errors and/or a shifting state of the separating clutch. For example, the clutch actuator can initiate vibration of the clutch pedal if a problem is detected when opening and/or closing the separating clutch and/or when changing gear. The driver can interpret this feedback signal in the form of the vibrating clutch pedal as a haptically perceptible warning signal and reconsider his decision in good time before components of the drive train can be damaged by a driver error.
Besonders bevorzugt ist das Fahrzeugaggregat als Schaltknüppel ausgestaltet, wobei über den Zusatzport ein von dem Betätigungssignal abhängiges und über den Schaltknüppel haptisch wahrnehmbares Rückkopplungssignal, insbesondere zur Signalisierung von Schaltfehlern und/oder einem Schaltzustand der Trennkupplung, ausleitbar ist. Beispielsweise kann der Kupplungsaktor ein Vibrieren des Schaltknüppel initiieren, wenn beim Öffnen und/oder Schließen der Trennkupplung und/oder beim Gangwechsel ein Problem detektiert wird. Der Fahrer kann dieses Rückkopplungssignal in Form des vibrierenden Schaltknüppels als haptisch wahrnehmbares Warnsignal auffassen und seine Entscheidung rechtzeitig überdenken, bevor durch einen Fahrerfehler Komponenten des Antriebsstrangs beschädigt werden können.The vehicle unit is particularly preferably designed as a shift stick, with a feedback signal that is dependent on the actuation signal and can be haptically perceived via the shift stick being transmitted via the additional port, in particular for signaling shifting errors and/or a shifting state of the separating clutch. For example, the clutch actuator can initiate vibration of the shift stick if a problem is detected when opening and/or closing the separating clutch and/or when changing gear. The driver can interpret this feedback signal in the form of the vibrating shift stick as a haptically perceptible warning signal and reconsider his decision in good time before components of the drive train can be damaged by a driver error.
Insbesondere ist das Fahrzeugaggregat als Fahrerassistenzsystem ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an das Fahrerassistenzsystem ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung der Funktionalität des Fahrerassistenzsystem an den aktuellen Schaltzustand der Trennkupplung, ausleitbar ist. Dadurch kann dem Fahrerassistenzsystem signalisiert werden, dass gerade ein Gangwechsel stattfindet, wodurch das Fahrerassistenzsystem hierauf reagieren kann. Beispielsweise kann dadurch ein Eingriff des Fahrerassistenzsystem in die Motorsteuerung des Kraftfahrzeugmotors suspendiert oder blockiert werden, da ein derartiger Eingriff bei geöffneter Trennkupplung keine Auswirkung auf den übrigen Antriebsstrang hätte und daher ineffizient wäre. Zudem steht bei geöffneter Trennkupplung der Kraftfahrzeugmotor nicht mehr als Motorbremse zur Verfügung, was eine Anpassung der Art eines Eingriffs des Fahrerassistenzsystems erforderlich machen kann, um das durch den Eingriffs des Fahrerassistenzsystems gewünschte Ergebnis möglichst effizient zu erreichen.In particular, the vehicle assembly is designed as a driver assistance system, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted to the driver assistance system via the additional port, in particular for adapting the functionality of the driver assistance system to the current switching state of the separating clutch. Through this can be signaled to the driver assistance system that a gear change is taking place, whereby the driver assistance system can react to this. For example, an intervention by the driver assistance system in the motor control of the motor vehicle engine can be suspended or blocked because such an intervention would have no effect on the rest of the drive train when the separating clutch is open and would therefore be inefficient. In addition, when the separating clutch is open, the motor vehicle engine is no longer available as an engine brake, which can make it necessary to adapt the type of intervention by the driver assistance system in order to achieve the result desired by the intervention of the driver assistance system as efficiently as possible.
Vorzugsweise ist das Fahrzeugaggregat als Motorsteuerungssystem zur Steuerung eines Kraftfahrzeugmotors ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an das Motorsteuerungssystem ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung der Funktionalität des Kraftfahrzeugmotors an den aktuellen Schaltzustand der Trennkupplung, ausleitbar ist, wobei insbesondere eine aktive Dämpfung von Drehschwingungen von dem Motorsteuerungssystem aktivierbar und/oder an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs anpassbar ist. Insbesondere wenn die Trennkupplung geschlossen wird, kann durch die plötzliche Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes ein Drehmomentstoß entstehen, der die Komponenten des Antriebsstrangs belasten kann. Zudem wird bei einem Schließen der Trennkupplung die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit der Drehzahl der Antriebswelle synchronisiert, wobei die Getriebeeingangswelle gegebenenfalls in einer kurzen Zeit einen großen Drehzahlbereich durchlaufen kann, der Drehschwingungen anregen kann. Durch das über den Zusatzport an das Motorsteuerungssystem gesendete Statussignal kann auf das Schließen und/oder Öffnen der Trennkupplung rechtzeitig reagiert werden, indem beispielsweise eine zusätzliche Drehschwingungsdämpfung aktiv aktiviert oder deaktiviert wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Dämpfung an die zu erwartenden Drehschwingungen, die beispielsweise in einem neuen Getriebegang zu erwarten sind, vorausschauend angepasst werden, indem beispielsweise das Schwingverhalten der Dämpfung geeignet verstimmt wird. Dadurch kann in einer effizienten Weise eine gute Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs erreicht werden.The vehicle unit is preferably designed as an engine control system for controlling a motor vehicle engine, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted via the additional port to the engine control system, in particular for adapting the functionality of the motor vehicle engine to the current switching state of the separating clutch, with active damping of torsional vibrations in particular can be activated by the engine control system and/or can be adapted to an expected power range of the drive train. In particular, when the separating clutch is closed, the sudden torque transmission between a drive shaft of the motor vehicle engine and a transmission input shaft of a motor vehicle transmission can result in a torque shock that can stress the components of the drive train. In addition, when the separating clutch is closed, the speed of the transmission input shaft is synchronized with the speed of the drive shaft, with the transmission input shaft possibly being able to run through a large speed range in a short time, which can excite torsional vibrations. The status signal sent to the engine control system via the additional port allows a timely response to the closing and/or opening of the separating clutch, for example by actively activating or deactivating an additional torsional vibration damping. Additionally or alternatively, the damping can be adapted in advance to the torsional vibrations to be expected, which are to be expected in a new transmission gear, for example, by suitably detuning the vibration behavior of the damping, for example. As a result, good vibration damping in the drive train of the motor vehicle can be achieved in an efficient manner.
Besonders bevorzugt ist das Fahrzeugaggregat als Parksperre zur Festsetzung des Kraftfahrzeugs ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an die Parksperre ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Vorbereitung einer Festsetzung des Kraftfahrzeugs bei einem Ausschalten eines Kraftfahrzeugmotors, ausleitbar ist. Wenn die Trennkupplung geöffnet wird aber kein Getriebegang eingelegt wird, ist es grundsätzlich möglich, dass das Kraftfahrzeug im stehenden Zustand bewegt werden kann und/oder selbständig einen Abhang herunterrollt. Durch das über den Zusatzport an die Parksperre gesendete Statussignal, kann rechtzeitig die Parksperre vorbereitet werden, das Kraftfahrzeug festzusetzen, beispielsweise wenn nach einer Betätigung der Trennkupplung im Leerlauf kein neuer Getriebegang eingelegt wird und der Kraftfahrzeugmotor ausgeschaltet wird. Ein versehentliches Wegrollen und/oder unbeabsichtigtes Wegbewegen des Kraftfahrzeugs kann dadurch vermieden werden.The vehicle unit is particularly preferably designed as a parking lock for fixing the motor vehicle, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted via the additional port to the parking lock, in particular to prepare for fixing the motor vehicle when the motor vehicle engine is switched off. If the separating clutch is opened but no gear is engaged, it is fundamentally possible for the motor vehicle to be able to be moved while stationary and/or to roll down a slope on its own. The status signal sent to the parking lock via the additional port allows the parking lock to be prepared in good time to fix the motor vehicle, for example if no new gear is engaged after the separating clutch is operated in neutral and the motor vehicle engine is switched off. Accidental rolling away and/or unintentional moving away of the motor vehicle can be avoided as a result.
Insbesondere ist das Fahrzeugaggregat als Hybridkupplung zur Koppelung einer elektrischen Maschine an den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an die Hybridkupplung ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Abtrennung der elektrischen Maschine von dem Antriebsstrang in einem Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs oberhalb einer Schwellgeschwindigkeit, ausleitbar ist. Insbesondere bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist bei Hybrid-Kraftfahrzeugen ein rein elektrischer Antrieb des Kraftfahrzeugs in der Regel nicht vorgesehen. Durch das über den Zusatzport an die Hybridkupplung gesendete Statussignal kann bei einem Wechsel in einen entsprechend höheren eingelegten Getriebegang die elektrische Maschine abgekoppelt werden, so dass das Massenträgheitsmoment der stromlos mitdrehenden elektrischen Maschine vom Antriebsstrang abgekoppelt werden kann. Dies führt zu einer besseren und/oder als sportlich empfundenen Fahrdynamik eines als Hybridfahrzeug ausgestalteten Kraftfahrzeugs.In particular, the vehicle assembly is designed as a hybrid clutch for coupling an electric machine to the drive train of the motor vehicle, with a status signal dependent on the actuation signal being sent to the hybrid clutch via the additional port, in particular for separating the electric machine from the drive train in a speed range of the motor vehicle above a threshold speed, can be discharged. A purely electric drive of the motor vehicle is generally not provided in hybrid motor vehicles, particularly when the motor vehicle is traveling at a high speed. The status signal sent to the hybrid clutch via the additional port can be used to decouple the electric machine when changing to a correspondingly higher engaged gear, so that the mass moment of inertia of the electric machine rotating with the current can be decoupled from the drive train. This leads to better driving dynamics and/or driving dynamics perceived as sporty in a motor vehicle designed as a hybrid vehicle.
Vorzugsweise ist das Fahrzeugaggregat als Riemenspanner zur reibschlüssigen Anbindung eines Umschlingungsmittel an den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an den Riemenspanner ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung einer Riemenspannung des Umschlingungsmittels an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs, ausleitbar ist. An dem Antriebsstrang kann über ein Umschlingungsmittel ein Aggregat angekoppelt sein, beispielsweise ein Klimakompressor einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann bei einer hohen Drehzahl eine höhere Anpresskraft des Umschlingungsmittels erforderlich sein als bei einer niedrigen Drehzahl, um ein Durchrutschen des Umschlingungsmittels zu vermeiden. Gleichzeitig ist eine permanent zu hohe Anpresskraft unerwünscht, um Verschleißeffekte des Umschlingungsmittels durch zu hohe Riemenspannungen zu vermeiden. Bei einem Gangwechsel kann sich die an dem Umschlingungsmittel angreifende Drehzahl plötzlich ändern. Durch das über den Zusatzport an den Riemenspanner gesendete Statussignal, kann der Riemenspanner rechtzeitig und insbesondere vorausschauend auf einen plötzliche Änderung der Drehzahl reagieren. Dadurch kann bei einer hohen Lebensdauer des Umschlingungsmittels eine effiziente Leistungsübertragung erreicht werden.The vehicle unit is preferably designed as a belt tensioner for the frictional connection of a belt device to the drive train of the motor vehicle, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted via the additional port to the belt tensioner, in particular for adapting a belt tension of the belt device to an expected power range of the drive train. A unit can be coupled to the drive train via a belt, for example an air conditioning compressor of an air conditioning system of the motor vehicle. In this case, at a high speed, a higher contact pressure force of the belt means may be required than at a low speed, in order to prevent the belt means from slipping. At the same time, a contact pressure that is permanently too high is undesirable in order to avoid wear effects of the belt means due to excessive belt tension. When changing gear, the speed acting on the belt can change suddenly. The status signal sent to the belt tensioner via the additional port allows the belt tensioner to react to a sudden change in speed in good time and in particular with foresight. As a result, efficient power transmission can be achieved with a long service life for the belt means.
Besonders bevorzugt ist das Fahrzeugaggregat als Turbolader zur Aufladung von Ladeluft für einen Kraftfahrzeugmotor ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an den Turbolader ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung einer Klappenstellung eines Wastegates des Turboladers an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs, ausleitbar ist. Durch einen mit dem Betätigen des Kupplungsaktors eingeleiteten Gangwechsel kann sich auch der Abgasstrom des Kraftfahrzeugmotors plötzlich ändern. Durch das über den Zusatzport an den Turbolader gesendete Statussignal kann die Betriebsweise des Turboladers rechtzeitig und insbesondere vorausschauend auf einen plötzliche Änderung des Abgasstroms und des Frischluftbedarfs reagieren. Insbesondere kann durch eine geeignete Einstellung des Wastegates ein für die nach dem Einlegen des neuen Getriebegangs vorherrschenden Verhältnisse geeigneter Ladedruck eingestellt werden.The vehicle unit is particularly preferably designed as a turbocharger for charging charge air for a motor vehicle engine, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted via the additional port to the turbocharger, in particular for adapting a flap position of a wastegate of the turbocharger to an expected power range of the drive train. A gear change initiated by actuating the clutch actuator can also suddenly change the exhaust gas flow of the motor vehicle engine. The status signal sent to the turbocharger via the additional port enables the turbocharger's operating mode to react in good time and in particular in a predictive manner to a sudden change in the exhaust gas flow and the fresh air requirement. In particular, a suitable boost pressure for the conditions prevailing after the new transmission gear is engaged can be set by suitably setting the wastegate.
Insbesondere ist das Fahrzeugaggregat als Nockenwellenversteller zur Verstellung von Schaltzeitpunkten eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils eines Brennraums eines als Verbrennungsmotor ausgestalteten Kraftfahrzeugmotors ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an den Nockenwellenversteller ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung eines Zündzeitpunkts in dem Brennraum des Verbrennungsmotors an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs, ausleitbar ist. Wenn der Kupplungsaktor betätigt wird, um einen Gangwechsel vorzunehmen, kann sich mit dem neuen eingelegten Getriebegang die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors plötzlich ändern. Durch die sich verändernde Drehzahl kann sich der optimale Zündzeitpunkt im Brennraum des Zylinders des Kraftfahrzeugmotors verschieben. Mit Hilfe des Nockenwellenverstellers können die Einlassventile und/oder die Auslassventile zu besser geeigneten Zeitpunkten von der Nockenwelle geöffnet und/oder geschlossen werden, um einen möglichst optimalen Zündzeitpunkt im Brennraum zu erreichen. Durch das über den Zusatzport an den Nockenwellenversteller gesendete Statussignal kann der Nockenwellenversteller rechtzeitig und insbesondere vorausschauend auf einen plötzliche Änderung der Drehzahl reagieren. Insbesondere kann der Nockenwellenversteller bereits während des Gangwechsels eine für den neu eingelegten Getriebegang besser geeignete Winkelstellung der Nockenwelle einstellen.In particular, the vehicle unit is designed as a camshaft adjuster for adjusting switching times of an intake valve and/or an exhaust valve of a combustion chamber of a motor vehicle engine designed as an internal combustion engine, with a status signal dependent on the actuation signal being sent to the camshaft adjuster via the additional port, in particular for adjusting an ignition point in the combustion chamber of the internal combustion engine to an expected power range of the drive train. When the clutch actuator is actuated in order to change gear, the speed of the motor vehicle engine can suddenly change with the newly engaged gear. The optimal ignition point in the combustion chamber of the cylinder of the motor vehicle engine can shift as a result of the changing speed. With the aid of the camshaft adjuster, the inlet valves and/or the outlet valves can be opened and/or closed by the camshaft at more suitable times in order to achieve the best possible ignition point in the combustion chamber. The status signal sent to the camshaft adjuster via the additional port enables the camshaft adjuster to react to a sudden change in the rotational speed in a timely manner and in particular with foresight. In particular, the camshaft adjuster can already set an angular position of the camshaft that is more suitable for the newly engaged gear during the gear change.
Vorzugsweise ist das Fahrzeugaggregat als Kühlsystemsteuerung zur Einstellung einer Kühlleistung eines Kühlsystems, insbesondere zum Kühlen eines Kraftfahrzeugmotors, ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an die Kühlsystemsteuerung ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung der Kühlleistung des Kühlsystems an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs, ausleitbar ist. Wenn der Kraftfahrzeugmotor durch das Öffnen der Trennkupplung vom Antriebsstrang abgetrennt wird, wird dem Kraftfahrzeugmotor in der Regel kein Kraftstoff zugeführt, so dass eine geringere Kühlleistung ausreichend ist. Nach dem Einlegen des neuen Getriebeganges, insbesondere nach einem Hochschalten, ist mit einer höheren im Kraftfahrzeugmotor zu verbrennenden Kraftstoffmenge zu rechnen, so dass eine entsprechend höhere Kühlleistung erforderlich ist, um den Kraftfahrzeugmotor ausreichend zu kühlen. Entsprechend ist es möglich die Kühlleistung von weiteren Kraftfahrzeugaggregaten, beispielsweise ein Kraftfahrzeuggetriebe, ein Hybrid-Modul, eine elektrische Maschine zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs, Aktoren, Kupplungen und/oder ähnliches, vorausschauend an den zu erwartenden Kühlbedarf anzupassen. Durch das über den Zusatzport an die Kühlsystemsteuerung gesendete Statussignal kann die Kühlsystemsteuerung rechtzeitig und insbesondere vorausschauend auf einen plötzliche Änderung des Kühlbedarfs des Kraftfahrzeugmotors reagieren. Der Kraftfahrzeugmotor kann dadurch effizienter auf einer optimalen Betriebstemperatur gehalten werden.The vehicle assembly is preferably designed as a cooling system controller for setting a cooling capacity of a cooling system, in particular for cooling a motor vehicle engine, with a status signal dependent on the actuation signal being sent to the cooling system controller via the additional port, in particular for adapting the cooling capacity of the cooling system to an expected power range of the drive train, can be discharged. If the motor vehicle engine is separated from the drive train by opening the separating clutch, no fuel is generally supplied to the motor vehicle engine, so that a lower cooling capacity is sufficient. After engaging the new transmission gear, especially after an upshift, a higher quantity of fuel to be burned in the motor vehicle engine is to be expected, so that a correspondingly higher cooling capacity is required in order to cool the motor vehicle engine sufficiently. Accordingly, it is possible to adapt the cooling capacity of other motor vehicle units, for example a motor vehicle transmission, a hybrid module, an electric machine for the electric drive of the motor vehicle, actuators, clutches and/or the like, to the anticipated cooling requirement in advance. The status signal sent to the cooling system controller via the additional port allows the cooling system controller to react in good time and in particular in a predictive manner to a sudden change in the cooling requirement of the motor vehicle engine. As a result, the motor vehicle engine can be kept at an optimum operating temperature more efficiently.
Besonders bevorzugt ist das Fahrzeugaggregat als Durchflussbegrenzer ausgestaltet, wobei über den Zusatzport an den Durchflussbegrenzer ein von dem Betätigungssignal abhängiges Statussignal, insbesondere zur Anpassung eines Durchflusses des Durchflussbegrenzers an einen zu erwartenden Leistungsbereich des Antriebsstrangs, ausleitbar ist. Der Durchflussbegrenzer ist beispielsweise als verdrehbare Klappe, verstellbarer Kolben oder variierbare Blende ausgestaltet. Mit dem Durchflussbegrenzer kann beispielsweise eine Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr für ein Kraftfahrzeugaggregat geregelt werden. Der Durchflussbegrenzer kann insbesondere den Massenstrom einer Flüssigkeit und/oder eines Gases und/oder eines mit Staub und/oder Abrieb beladenes Fluid regeln. Durch das über den Zusatzport an den Durchflussbegrenzer gesendete Statussignal kann der an einem bestimmten Kraftfahrzeugaggregat benötigte Massenstrom eines Fluids rechtzeitig und insbesondere vorausschauend auf einen plötzliche Änderung des Bedarfs reagieren.The vehicle unit is particularly preferably designed as a flow limiter, with a status signal dependent on the actuation signal being able to be transmitted to the flow limiter via the additional port, in particular for adapting a flow rate of the flow limiter to an expected power range of the drive train. The flow limiter is designed, for example, as a rotatable flap, an adjustable piston or a variable orifice. The flow limiter can be used, for example, to regulate heat supply and/or heat dissipation for a motor vehicle unit. In particular, the flow limiter can regulate the mass flow of a liquid and/or a gas and/or a fluid laden with dust and/or debris. The mass flow required at a specific motor vehicle unit can be determined by the status signal sent to the flow limiter via the additional port of a fluid in a timely manner and in particular with foresight to react to a sudden change in demand.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugmotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, einer mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs über eine Trennkupplung koppelgaren Getriebeeingangswelle, einem Kupplungsaktor, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Betätigung der Trennkupplung und einem an dem Zusatzport des Kupplungsaktors angeschlossenes Fahrzeugaggregat, wobei insbesondere an dem Eingangsport des Kupplungsaktors ein Kupplungspedal und/oder ein Schaltknüppel angeschlossen ist. Durch den Zusatzport kann die Information aus dem Betätigungssignal, dass bei einem bestimmten Leistungsbereich ein Schalten des Getriebegangs erfolgt, zur Anpassung des von der Trennkupplung verschiedenen Fahrzeugaggregats an die damit korrelierende Betriebssituation des Kraftfahrzeugs genutzt werden, so dass ein effizienter Betrieb von Fahrzeugaggregaten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.The invention also relates to a drive train for a motor vehicle with a motor vehicle engine for driving the motor vehicle, a transmission input shaft that can be coupled to a drive shaft of the motor vehicle via a separating clutch, a clutch actuator, which can be designed and developed as described above, for actuating the separating clutch, and a the vehicle unit connected to the additional port of the clutch actuator, a clutch pedal and/or a shift stick being connected in particular to the input port of the clutch actuator. The additional port allows the information from the actuation signal that the transmission gear is shifted in a specific power range to be used to adapt the vehicle assembly that is different from the separating clutch to the correlating operating situation of the motor vehicle, so that vehicle assemblies of a drive train of a motor vehicle can be operated efficiently is enabled.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Antriebstrangs, -
2 : eine schematische Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Antriebstrangs und -
3 : eine schematische Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform eines Antriebstrangs.
-
1 : a schematic basic representation of a first embodiment of a drive train, -
2 : a schematic basic representation of a second embodiment of a drive train and -
3 : a schematic representation of the principle of a third embodiment of a drive train.
Der in
Über einen Zusatzport 42 kann ein weiteres Fahrzeugaggregat an dem Kupplungsaktor 24 angeschlossen werden. In dem in
Bei der der in
Bei der der in
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es zudem prinzipiell möglich unabhängig von dem Stellsignal für die Trennkupplung 12 über den Zusatzport 42 ein Signal auszusenden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Elektromotor 32 des Kupplungsaktors 24 über ein Zahnrad 46 an zwei jeweils mit einem Kolben 36 gekoppelte Spindeln 34 angreifen kann. Das Zahnrad 46 kann mit beiden Spindeln 34 gekoppelt sein und beide Spindeln 34 in Reaktion auf das über den Eingangsport 30 eingeleitete Betätigungssignal betätigen. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise die Motorsteuerung 44 unabhängig von dem Betätigen des Kupplungspedals 22 ein über den Zusatzport 42 angeschlossenes Fahrzeugaggregat beeinflussen will. Hierzu kann insbesondere das Zahnrad 46 axial verlagert werden, so dass von dem Elektromotor 32 nur diejenige Spindel 34 angetrieben werden kann, die ein hydraulisches Signal über den Zusatzport 42 aussenden kann. Dies ermöglicht es den Kupplungsaktor 24 für die Beeinflussung der über den Zusatzport 42 angeschlossenen Fahrzeugaggregate auch dann zu nutzen, wenn über den Ausgangsport 40 zur Betätigung der Trennkupplung 12 kein Signal gesendet werden soll. Gleichzeitig steht der Kupplungsaktor 24 jederzeit zur Betätigung der Trennkupplung 12 zur Verfügung, indem das Zahnrad 46 in diesem Fall entsprechend weit axial verlagert werden kann bis beide Spindeln 36 oder nur die der Trennkupplung 12 und dem Ausgangsport 40 zugeordnete Spindel 36 an dem Elektromotor 32 angekoppelt ist.In the exemplary embodiment shown, it is also possible in principle to transmit a signal via the
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Antriebsstrangpowertrain
- 1212
- Trennkupplungdisconnect clutch
- 1414
- Antriebswelledrive shaft
- 1616
- Getriebeeingangswelletransmission input shaft
- 1818
- Getriebeaktorsgear actuator
- 2020
- Schaltknüppelgear stick
- 2222
- Kupplungspedalclutch pedal
- 2424
- Kupplungsaktorclutch actuator
- 2626
- FederFeather
- 2828
- Wegsensordisplacement sensor
- 3030
- Eingangsportinput port
- 3232
- Elektromotorelectric motor
- 3434
- Spindelspindle
- 3636
- KolbenPistons
- 3838
- Reservoirreservoir
- 4040
- Ausgangsportexit port
- 4242
- Zusatzportextra port
- 4444
- Motorsteuerungengine control
Claims (14)
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---|---|---|---|
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DE (1) | DE102017119496B4 (en) |
Citations (10)
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